Во введении дано обоснование актуальности темы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость работы.
В первой главе обобщены современные представления о соединениях внедрения в графит. Приводятся данные по структуре нитрата графита, описаны его состав и свойства. Кратко изложены данные о способах получения и свойствах продуктов, получаемых при дальнейших превращениях нитрата графита в процессе его гидролиза и последующей термообработке.
На основании анализа литературы установлено, что практически отсутствуют: данные по электрохимическому синтезу НГ на основе дисперсных углеродных материалов; сведения о применении потенциостатического синтеза.
Вторая глава посвящена описанию объектов и методов исследований. Электрохимические измерения в работе проведены с помощью хроновольтамперометрического, потенциостатического и потенциометрнческого методов. Дана схема специально разработанной электрохимической ячейки для потенциостатыческого синтеза НГ (рис.1). Приведены условия переработки СВГ в окисленный графит, пенографит и изделия из пего. Описаны методики определения состава нитрата графита и ряда свойств материалов на его основе. Рентгенофазовый анализ использовался для определения структуры получаемых СВГ. Структуры окисленного графита и пенографита изучались с помощью электронной микроскопии. Описаны способы обработки титана при температурном и электрохимическом оксидировании его поверхности.
В третьей главе потенциометрическими и хроновольтамперометрическими измерениями в растворах HNO3 выявлена природа протекающих процессов в катодной и анодной областях потенциалов на платиновом и ряде углеродсодержащих материалов (пирографит, ГСМ-1, СУ-12, спектральный графит). Выявлено, что в катодной области для всех исследованных электродов регистрируются восстановление азотной кислоты до ряда продуктов (HNO2, NO2, N2O4, N0 и др.) и выделение водорода отрицательнее -0,3В (х.с.э.). (Все потенциалы далее указаны относительно хлор - серебряного электрода сравнения (х.с.э.)).
При уменьшении содержания HNO3 в растворе скорость катодного процесса восстановления азотной кислоты закономерно уменьшается и практически полностью. Отсутствует для 2,96М и менее концентрированных растворов. Согласно циклическим потенциодинамическим кривым (ПДК) для платинового электрода (рис.2), в анодной области практически отсутствуют токи до области выделения кислорода 1,65В, интенсивное выделение которого наблюдается при потенциалах положительнее 2,1В. Предварительная катодная поляризация обнаруживает на платине в анодной области токи, связанные с окислением продуктов восстановления азотной кислотой (рис.2). С начальным ходом развертки: в анодную (1, 2) и в катодную области (3, 4). t = 24С, V= 10 мВ/с.
В отличие от платины, на углеродных материалах (рис.3) до процесса выделения кислорода регистрируются токи, вызванные окислением поверхностных функциональных групп (ПФГ), а также электрохимическим внедрением нитрат - ионов в структуру графитовой матрицы:
nC + 3HN03 = СN03 2HN03 + Н+ + е (1)
Минимальные значения анодных токов отмечаются для стеклоуглерода, более высокие токи характерны для упорядоченной структуры пирографита, а максимальные для спектрального графита (СГ)- Электрохимическое внедрение наиболее легко должно протекать на пирографите, и, по-видимому, анодные токи в анализируемой области для данного материала, в основном, обусловлены реакцией 1. Неупорядоченная и достаточно пористая структура СГ будет способствовать окислению электрода, в связи с этим, высокие «токи в анализируемой области потенциалов для данного материала (рис.3) вызваны не только значительным увеличением истинной поверхности, но и параллельным протеканием реакций 1-3:
С + Н20 =(п-1)С +СО+ 2+26 (2)
C + 2H20 = (n-l)C + C02 + 4H4 + 4e (3)
Плавный ход кривой, характерный для суспензионного анода, связан с нивелированием влияния отдельных процессов на ход ПДК, и определяется особенностями макроструктуры электрода. Исследование влияния концентрации азотной кислоты на анодные процессы было проведено из соображения максимального приближения к реальным условиям на суспензионном графитовом электроде.
Огнестойкие композиции на основе полибутилентерефталата
"В химии нет отходов, есть только
неиспользованное сырье" Д. И. Менделеев.
Как известно, развитие современной техники
невозможно без исследования пластических масс, в особенност ...
Физико-химические закономерности получения полиамидов (полиамид-6, полиамид-6,6, полиамид-10)
Полиамиды представляют огромный по числу
представителей и очень важный по своему научному и практическому значению класс
высокомолекулярных соединений.
Почти полтора века, которые прошли ...